1、摘 要随着当今世界经济的快速发展和信息化时代的来临，各种各样的小型智能家电产品陆续出现在我们的生活当中。日历是人们不可或缺的日常用品。但一般日历都为纸制用品，使用不便，寿命不长。电子万年历采用智能电子控制和显示技术，改善了纸制日历的缺陷。本设计以 AT89S52 单片机为核心，构成单片机控制电路，AT89C52 是一种带 8K 字节闪速可编程可擦除只读存储器（PEROM）的低电压、高性能 CMOS 8 位为控制器。该器件采用 ATMEL 非易失存储器制造技术制造，与工业标准的 80C51 和 80C52 指令集和输出管脚相兼容。在基于单片机系统的数字钟电路中，除了基本的单片机系统和外围电路外，
2、还需要外部的控制和显示装置。本电路主要以单片机 AT89S52 为核心而设计的，通过单片机对信息的分析与处理，控制外围设备。系统由复位模块、时钟模块及显示模块组成，后来在时钟模块的基础上又加载了日历、星期的模块。关键词：电子万年历、单片机、时钟芯片IAbstractWith the rapid development of world economy and the forthcoming of information era， many kinds of mini-type intelligent domestic electric appliances appear in our life
3、 one after another. Calendars are necessary daily goods in peoples life. But they are generally paper goods with inconvenient use and short life. Electronic calendar adopts the technology of intelligent electronic control and display， and then improves the deficiency of paper calendars. The design a
4、dopts the core of AT89S52 MCU， which is a low-power， high-performance， CMOS 8-bit microcomputer with 8K bytes of Flash programmable and erasable read only memory memory (PEROM).The device is manufactured using Atmels high density nonvolatile memory technology and is compatible with the industry stan
5、dard 80C51 and 80C52 instruction set and pin out. In digital clock circuit based micro controller unit system， there are the external controlling and display device besides the fundamental monolithic machine system and the outer-ring circuit. The key of the circuit in this design is AT89S52， using t
6、he micro control system to process information to control the outer-ring circuit. The system is made up of circuit and clock circuit. Date and week modul is the external part.Key Words: electronic calendar; MCU; clock chipII目录摘 要 .IABSTRACT .II第 1 章 引言 .1第 2 章 单片机系统介绍 .22.1 单片机的发展过程 .22.2 单片机的技术发展史
7、.22.3 单片机的特点和应用领域 .3第三章 89C51 单片机结构和原理 .53.1 单片机的结构和控制原理单片机的基本结构 .53.1.1 CPU 系统 .53.2 89C51 引脚封装 .63.2.1 89C51 引脚说明 .63.2.2 89C51 系列单片机引脚功能分类 .7第四章 控制系统的硬件设计 .84.1 单片机万年历系统的应用设计 .84.1.1 功能要求 .84.1.2 方案论证 .84.1.3 系统硬件电路的设计 .9第五章 系统程序的设计 .145.1 阳历程序设计 .145.2 时间调整程序设计 .145.3 阴历程序设计 .15第六章 调试及性能分析 .19II
8、I6.1 调试步骤 .196.2 性能分析 .19第七章 结论 .20参考文献 .21致谢 .22附录 .23沈 阳 工 业 大 学 工 程 学 院 本 科 生 毕 业 设 计0第 1 章 引言在现代的工业电气生产中，自动化控制在控制领域已经是趋于主导地位，各种形式的控制方法异军突起，均有着各自的特点。单片机控制作为其中的一种，有着其自身的独到之处控制性能和可靠性高、体积小、价格低、易于产品化、安装简单方便等优势，在自动化控制领域中有着不可替代的地位。在现代的各种电子器件中，单片机具有良好的性能价格比。这正是单片机得以广泛应用的重要原因。由于单片机具有良好的控制性能和灵活的嵌入品质，近年来单片
9、机在各种领域都获得了极为广泛的应用。单片机从诞生之日起，在短短的三十几年里，单片机技术发展十分迅速，产品种类琳琅满目。本文设计的电子万年历属于小型智能家用电子产品。利用单片机进行控制，实时时钟芯片进行记时，外加显示电路，可实现时间的调整和显示。电子万年历既可广泛应用于家庭，也可应用于银行、邮电、宾馆、饭店、医院、学校、企业、商店等相关行业的大厅，以及单位会议室、门卫等场所。因而，此设计具有相当重要的现实意义和实用价值。沈 阳 工 业 大 学 工 程 学 院 本 科 生 毕 业 设 计1第 2 章 单片机系统介绍2.1 单片机的发展过程MCS-51 单片机是 Intel 公司推出的世界上著名的高
10、性能低功耗非易失性存储器和数字集成电路的一流半导体，它的 EEPROM 电可擦除技术、闪速存储器技术和质量、高可靠性的生产技术。在 CMOS 器件生产领域中，Intel 的先进设计水平、优秀的生产工艺及封装技术一直处于世界的领先地位，这些技术用于单片机生产使单片机也具有优秀的品质、在结构、性能和功能等方面都有明显的优势。Intel 公司的单片机是目前世界上一种独具特色而性能卓越的单片机。它在计算机外部设备、通讯设备、自动化工业控制、宇航设备、仪器仪表和各消费类产品中都有着广泛的应用前景。单片机 SCM(Single Chip Microcomputer)，即 MicroController，是
11、把微型计算机主要部分都集成在一个芯片上的单芯片微型计算机。主要包括了微处理器(CPU)、存储器(ROM、RAM)、输入/输出口(1/0 口)和定时器/计数器、中断系统等功能部件。单片机自 70 年代出现以来，已经有了很大的发展，被广泛应用于机械、测量控制、工业自动化、智能接口和智能仪表等许多领域。例如:单片机与传统的机械产品相结合后简化产品结构，实现控制智能化，成为新一代的机、电一体化产品;利用单片机来构成各种工业控制系统、数据采集系统等;在大型工业测控系统中，单片机进行接口的控制与管理，与计算机主机并行工作，可以大大提高系统运行速度。2.2 单片机的技术发展史单片机诞生于 20 世纪 70
12、年代末，经历了 SCM、MCU、SOC 三大阶段。SCM 即单片微型计算机（Single Chip Microcomputer）阶段，主要是寻求最佳的单片形态嵌入式系统的最佳体系结构。 “创新模式”获得成功，奠定了SCM 与通用计算机完全不同的发展道路。在开创嵌入式系统独立发展道路上，Intel 公司功不可没。MCU 即微控制器（Micro Controller Unit）阶段，主要的技术发展方向是：不断扩展满足嵌入式应用时，对象系统要求的各种外围电路与接口电路，突显沈 阳 工 业 大 学 工 程 学 院 本 科 生 毕 业 设 计2其对象的智能化控制能力。它所涉及的领域都与对象系统相关，因此
13、，发展MCU 的重任不可避免地落在电气、电子技术厂家。从这一角度来看，Intel 逐渐淡出 MCU 的发展也有其客观因素。在发展 MCU 方面，最著名的厂家当数Philips 公司。Philips 公司以其在嵌入式应用方面的巨大优势，将 MCS-51 从单片微型计算机迅速发展到微控制器。因此，当我们回顾嵌入式系统发展道路时，不要忘记 Intel 和 Philips 的历史功绩。单片机是嵌入式系统的独立发展之路，向 MCU 阶段发展的重要因素，就是寻求应用系统在芯片上的最大化解决；因此，专用单片机的发展自然形成了 SOC 化趋势。随着微电子技术、IC 设计、EDA 工具的发展，基于 SOC 的单
14、片机应用系统设计会有较大的发展。因此，对单片机的理解可以从单片微型计算机、单片微控制器延伸到单片应用系统 1。2.3 单片机的特点和应用领域单片机到底是什么呢？就是一个电脑，只不过是微型的，麻雀虽小，五脏俱全：它内部也用和电脑功能类似的模块，比如 CPU，内存，并行总线，还有和硬盘作用相同的存储器件，不同的是它的这些部件性能都相对我们的家用电脑弱很多，不过价钱也是低的，一般不超过 10 元即可.用它来做一些控制电器一类不是很复杂的工作足矣了。我们现在用的全自动滚筒洗衣机，排烟罩VCD 等等的家电里面都可以看到它的身影！它主要是作为控制部分的核心部件 2。它是一种在线式实时控制计算机，在线式就是
15、现场控制，需要的是有较强的抗干扰能力，较低的成本，这也是和离线式计算机的（比如家用 PC）的主要区别。单片机是靠程序的，并且可以修改。通过不同的程序实现不同的功能，尤其是特殊的独特的一些功能，这是别的器件需要费很大力气才能做到的，有些则是花大力气也很难做到的。一个不是很复杂的功能要是用美国 50 年代开发的74 系列，或者 60 年代的 CD4000 系列这些纯硬件来搞定的话，电路一定是一块大 PCB 板。但是如果要是用美国 70 年代成功投放市场的系列单片机，结果就会有天壤之别。只因为单片机的通过你编写的程序可以实现高智能，高效率，以沈 阳 工 业 大 学 工 程 学 院 本 科 生 毕 业
16、 设 计3及高可靠性。由于单片机对成本是敏感的，所以目前占统治地位的软件还是最低级汇编语言，它是除了二进制机器码以上最低级的语言了，既然这么低级为什么还要用呢？很多高级的语言已经达到了可视化编程的水平为什么不用呢？原因很简单，就是单片机没有家用计算机那样的 CPU，也没有像硬盘那样的海量存储设备。一个可视化高级语言编写的小程序里面即使只有一个按钮，也会达到几十 K 的尺寸！对于家用 PC 的硬盘来讲没什么，可是对于单片机来讲是不能接受的。 单片机在硬件资源方面的利用率必须很高才行，所以汇编虽然原始却还是在大量使用。一样的道理，如果把巨型计算机上的操作系统和应用软件拿到家用 PC 上来运行，家用
17、 PC 的也是承受不了的。沈 阳 工 业 大 学 工 程 学 院 本 科 生 毕 业 设 计4第三章 89C51 单片机结构和原理3.1 单片机的结构和控制原理单片机的基本结构典型系列单片机是由 CPU 系统、外围功能单元和归一化 I/O 端口三部分组成，如图 3-1图 3-1 典型单片机3.1.1 CPU 系统 CPU 系统包括 CPU、时钟系统和总线控制逻三部分，其功能如下：CPU：包含运算器和控制器，专门为面向控制对象、嵌入式特点而设计，有突出控制功能的指令系统。时钟系统：包含振荡器、外接谐振元件，可关闭振荡器或 CPU 时钟。总线控制逻辑：主要用于管理外部并行总线时序及系统的复位控制。
18、外部引脚有 RST、ALE、RET：系统复位用。ALE：数据（地址）复用控制。EA：外部/内部程序存储器选择。沈 阳 工 业 大 学 工 程 学 院 本 科 生 毕 业 设 计5PSEN：外部程序存储器的取指控制 3。3.2 89C51 引脚封装3.2.1 89C51 引脚说明 I/O 端口：P0.0P0.7，P1.01.7，P2.0P2.7，P3.0P3.7。80C51 共有 4 个 I/O 端口，为 P0、P1、P2、P3，4 个 I/O 口都是双向的，且每个口都具有锁存器。每个口有 8 条线，共计 32 条 I/O 线 4。各端口的功能叙述如下：(1) P0 有三个功能:1）外部扩充存储
19、器时，当作数据总线（D0-D7）。2）外部扩充存储器时，当作地址总线（A0-A7）。3）不扩充时，可做一般 I/O 使用，但内部无上拉电阻，作为输入或输出应在外部接上拉电(2) P1 只做 I/O 口使用，其内部有上拉电阻。 (3) P2 有两个功能：1）扩充外部存储器时，当作地址总线（A8-A15）使用。2）做 I/O 使用，其内部有上拉电阻。(4) P3 有两种功能。除了作为 I/O 使用外（内部有上拉电阻） ，还有一些特殊功能，如表 1-1 所示，由特殊寄存器来设置。(5) 主电源引脚1）Vss（20 脚）：电路低电平2）Vcc（40 脚）：正常运行和编程校验（80151/8052）时为+5V 电源(6) RST/VPD（9 脚）：RST 即 Reset（复位）信号输入端。振荡器工作时，由该引脚输入脉宽 2 个以上机器周期的高电平时复位单片微机。当外部在 RST 与 Vcc 之间接一个电容（约 10F）和在 RST 与 Vcc 之间接一个电阻（约 8.2k）时，就可实现加电复位功能。VPD 为备用电源输入端，即当 VCC 掉电时，由此引脚提供备用电源，以保持内部 RAM 的信息。(7) ALE/PGOG（30 脚）：ALE，允许地址锁存信号输出。当访问外部
